Sprachliche Mensch-Maschine-Kommunikation

14.2 Der Parameterraum des Akustischen Modells 227
Durchführung eines Viterbi- oder Forward-Backward-Algorithmus deutlich
erhöht wird. Zum einen weil vermehrt Fließkommaoperationen berechnet
werden müssen, zum anderen weil die Auswertung der Gaußverteilungen
eines Codebuchs nicht von mehreren Modellen gemeinsam genutzt werden
kann. In der Praxis stellt sich jedoch oft heraus, daß die ” bessere Qualität“
der kontinuierlich berechneten Emissionswahrscheinlichkeiten viel bessere
Möglichkeiten zur Beschneidung des Suchraumes (s. Kap. 18) bieten, und
somit zwar teurere aber dafür wesentlich weniger Emissionswahrscheinlichkeiten
berechnet werden müssen.
Bis Ende der achtziger Jahre waren kaum Datenbasen verfügbar, die
ausreichten, um sehr große Parameterräume für voll kontinuierliche HMM-
Spracherkenner mit großen Vokabularen gut zu trainieren. Für solche Fälle
bieten sich so genannte semikontinuierliche Hidden-Markov-Modelle an. Bei
diesen hat jede Spracheinheit eine eigene Mischverteilung, aber alle Einheiten
teilen sich dieselbe Menge Gauß-Verteilungen (s. Abb. 14.3).
Abb. 14.3. Semikontinuierliches Modell (ein Codebuch, viele Mixturgewichtever-
teilungen)
Da der größte Teil der Parameter in einem voll kontinuierlichen HMM
in den Mittelwerten und Kovarianzmatrizen der Gauß-Verteilungen steckt,
kann durch Reduktion auf ein einziges Codebuch der Parameterraum
drastisch verkleinert werden. Die wenigen verbleibenden Parameter können
wesentlich robuster geschätzt werden. Selbstverständlich ist die Modellierung
des Merkmalsraumes mit semikontinuierlichen Modellen nicht so fein wie
mit voll kontinuierlichen. Allerdings bieten semikontinuierliche Systeme
einen sehr sinnvollen Kompromiß zwischen guter Trainierbarkeit (da wenige
Parameter) und feiner Modellierung (da kontinuierlicher Merkmalsraum).
Üblicherweise verwenden semikontinuierliche Erkenner ein Codebuch mit
wesentlich mehr Gauß-Verteilungen (zum Beispiel über 1 000 in [?]) als in
den typischerweise zwischen 10 und 100 Verteilungen enthaltenden kleinen